JPS6325070Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、工作機械の工具マガジンとの間で新
しい工具や別の型の工具を自動交換する工具交換
用移動ロボツトに関する。

マニシングセンタの工具マガジンには、通常30
〜40個の工具が具えられており、主軸への工具交
換は、このマニシングセンタに装備された自動工
具交換装置によつて自動的に行われる。しかしな
がら寿命切れの工具を工具マガジンから交換する
場合は、作業者の手によるか、あるいは工具交換
用移動ロボツトを用いていた。手作業による場合
は、作業性の悪いことは勿論のこと安全に行う為
にマシニングセンタを停止して作業を中断しなけ
ればならない。また工具交換用移動ロボツトを用
いる場合、従来の装置は、第１図イ，ロに示すよ
うに、マシニングセンタ据え付けの所定位置に移
動する走行車１に、交換用の工具２を多数円状に
並べて具え持つた工具テーブル３と、工具を把持
するアームを上下・前後・回転動して工具テーブ
ル３上の新しい工具２と工具マガジン内の古い工
具とを自動交換するアームロボツト４とが装備さ
れたものである。ところが従来のこのようなタイ
プの工具交換用移動ロボツトは、交換用の工具２
が工具テーブル３上に置かれている為、工具２を
多く具えれば具える程その工具テーブル３の径を
大きくしなければならず、またアームロボツト４
の運動範囲を確保する為、このアームロボツト４
を工具テーブル３から少し離した位置に取り付け
なければならず、その結果、装置全体が大型化
し、例えば工場内の多数の工作機械の間をぬつて
無線操縦で走行移動させるのは非常に危険であつ
た。また工具テーブル３上の工具２をつかむ為、
アームロボツト４の取り付け高さは一般に高くな
り、その結果装置全体の重心が高くなり非常に不
安定であつた。

そこで本考案は上述した欠点を解消して、装置
全体を小型化し得ると共に重心を低く設定できる
工具交換用移動ロボツトを提供することを目的と
する。

かかる目的を達成する為の本考案の構成は、ベ
ース上に一定間隔をあけて一対のスプロケツトを
設け、当該スプロケツト間に掛けわたしたチエー
ンに工具を収納するツールポケツトを所定の間隔
を明けて取り付け、前記ベースを走行台車に載置
するとともに前記チエーンで囲まれた内側の前記
ベース上に工具把持用の把持部を設けた工具交換
用移動ロボツトにおいて、前記ベース上に設けた
軸受を介して円筒状の旋回ベースをその中心軸を
前記ベースに対して上方垂直方向にして前記チエ
ーンで囲まれた内側に設け、前記旋回ベースの下
方にその回転中心と同軸の軸から横方向に腕部を
突出させ、一端を前記ベース上に取り付けたシリ
ンダ機構の他端を前記腕部に連結し、前記旋回ベ
ースの上方には回転台を設け、前記回転台には回
動する送りねじを垂直方向に取り付け、前記回転
台と前記旋回ベースで囲まれた内部に前記送りね
じの駆動手段を備え、前記送りねじと平行に配さ
れた案内棒に摺動自在に支承された前記把持部を
前記送りねじに噛み合わせてなることを特徴とす
る。

以下本考案による工具交換用移動ロボツトを図
面に示す一実施例を基に詳細に説明する。本装置
の外観を表した第２図〜第４図に示すように本装
置は、無線操縦により、自由移動が可能で工作機
械の工具マガジンに対し所定位置で位置決め停止
される走行台車１１上の中央部に、ボールスクリ
ユ１２によりガイド棒１３に沿つて上下駆動され
ると共に回転駆動されるアームロボツト１４が具
えられており、更にその周縁部には、着脱自在の
工具１５を具えると共にこのアームロボツト１４
の周囲を回るチエーン１６が設けられている。こ
れらアームロボツト１４を上下・回転動及びチエ
ーン１６を駆動する構造は、第２図のように装置
を平面から見たその半断面構造を表す第５図、装
置の要部を正面から見た内部構造を表す第６図に
示すようになつている。つまり、移動自在の走行
台車１１（第３，４図参照）に水平に一体的に固
定されている箱型のベース１７内底部中央に、底
部から垂直に突出する円筒状のブラケツト１８に
は、底部材１９が一体的に取り付けられた円筒状
の旋回ベース２０が軸受６０を介して回転自在に
取り付けられている。この旋回ベース２０上端部
には、アームロボツト１４全体を旋回ベース２０
と共に回転支持する回転台２１が固定されてお
り、この回転台２１上には、上下方向（第３図及
び第６図中上下方向）に沿つてアームロボツト１
４を案内する１対のガイド棒１３が一体的に突設
されており更にアームロボツト１４に螺合してこ
のアームロボツト１４を上下駆動する１対のボー
ルスクリユ１２が、これらガイド棒１３と平行に
前記回転台２１に回転自在に嵌合支持されてい
る。これらガイド棒１３の上端部には連結部材２
２が一体的に嵌合され、更にボールスクリユ１２
が回転自在に支持されており、これらガイド棒１
３及びボールスクリユ１２を平行に保持してい
る。一方旋回ベース２０の底部材１９から下方に
突出する駆動軸２３がベース１７に回転自在に支
持されている。この駆動軸２３には、この駆動軸
２３と直交するレバー２４の一端部が一体的に嵌
合係止されており、このレバー２４の他端部は、
ベース１７にブラケツト２５を介して回動自在に
後端部（第６図中左側）を枢支した水平なシリン
ダ２６内を往復動するピストン２６ａの先端部
（第６図中右側）と、相互に回動自在に連結して
いる。従つてこのピストン２６ａの往復動によ
り、回転台２１と共にアームロボツト１４が、そ
のピストン２６ａの往復動量に比例した一定範囲
内で往復旋回する。尚このアームロボツト１４を
往復旋回させる為の駆動手段は、前述したピスト
ン・クランク機構を用いなくても、往復回転可能
な駆動モータを用いても良い。また旋回ベース２
０内には、ブラケツト２７を介してこの旋回ベー
ス２０に対して回転自在に支持されている歯車軸
２８に、前記ブラケツト２７に固定された駆動モ
ータ２９が連結しており、更にこの歯車軸２８の
歯車３０は、それぞれのボールスクリユ１２下端
部に取り付けた等歯数の歯車３０ａ，３０ｂと噛
み合つている。従つて駆動モータ２９の回転駆動
により、２本のボールスクリユ１２は等速回転
し、その結果これらボールスクリユ１２に螺合し
ているアームロボツト１４は、そのボールスクリ
ユ１２の回転方向により上下駆動される。

一方旋回ベース２０を挾むように上下方向に沿
う１対の回転軸３１，３１ａが、ブラケツト３
２，３２ａを介してベース１７底部に回転自在に
取り付けられており、これら回転軸３１，３１ａ
の上端部にはそれぞれスプロケツト３３，３３ａ
が固定されている。これらスプロケツト３３，３
３ａには、アームロボツト１４を囲むように楕円
状に無端のチエーン１６が巻き掛けられている。
チエーン１６には、このチエーン１６に沿つて等
間隔に複数個並べられたツールポケツト３５の内
側端部が連結されており、これらツールポケツト
３５の外側端部は、チエーン１６に沿つてベース
１７に設けられた楕円状の案内レール３６に摺動
自在に支持されている。これらツールポケツト３
５にそれぞれ工具１５を取り付けた工具ホルダ３
５ａが着脱自在に嵌合されている。また回転軸３
１の下端部には、この回転軸３１に固定されたラ
チエツト車３７に係止するつめ３８を回動自在に
枢支するレバー３９の一端部が、回転自在に取り
付けられており、いわゆるラチエツト車装置が設
けられている。更にこのレバー３９の他端部に
は、後端部がブラケツト４０を介してベース１７
底部に回動自在に連結した水平なシリンダ４１内
を往復動するピストン４２の先端部が回動自在に
枢支されている。従つてピストン４２の往復駆動
により、ラチエツト車装置を介してチエーン１６
と共にツールポケツト３５が、アームロボツト１
４のまわりをチエーン１６に沿つて間欠的に割り
出し移動される。尚このチエーン１６の駆動手段
もパルスモータ等で行つて割り出し回転させても
良いことは言うまでもない。

一方アームロボツト１４の駆動構成は、第７図
に示すようにベース１７内に設けられてアームロ
ボツト１４全体を旋回させる旋回機構（シリンダ
２６、ピストン２６ａ、レバー２４、旋回ベース
２０等で構成）４４及び全体を上下動させる昇降
機構（駆動モータ２９、歯車３０，３０ａ，３０
ｂ、ボールスクリユ１２等で構成）４５と、アー
ムロボツト１４内に組み込まれてアーム部１４ａ
を俯仰する回動機構４６、アーム部１４ａを２段
にわたつて旋回機構４４の径方向に沿つて往復動
する送り機械４７、アーム部１４ａ先端に取り付
けられている把持部１４ｂを回転させる回転機構
４８及び把持部１４ｂをアーム部１４ａの径方向
に沿つて水平に往復動させる送り機構４９とから
成つている。尚昇降機構４５には、油圧ピストン
等を用いることも可能である。工具交換を行わな
い場合、アームロボツト１４は、把持部１４ｂを
下（第３図中下方）にすると共にアーム部１４ａ
を楕円状に敷かれたチエーン１６の長径方向（第
２図中左右方向）と平行に位置決めし、工具１５
のまわりをこれら工具１５の高さに合わせて囲つ
たカバー４３に隠れる最下降位置にまで下降させ
ておき、できるだけ装置全体の重心が低くなるよ
うに保つている。

そして工具交換を行う場合は、第３図のように
工具１５に囲まれたカバー４３内で停止されてい
るアームロボツト１４の送り機構４７を作動さ
せ、把持部１４ｂを工具ホルダ３５ａに近づけて
その把持部１４ｂ先端の爪１４ｃで工具ホルダ３
５ａを挾持する。続いて、駆動モータ２９によつ
てボールスクリユ１２を駆動回転させ、アームロ
ボツト１４全体を工具１５上方に上昇させる。更
に各駆動装置（４４〜４９の装置）により、工具
１５を予め走行台車１１により位置決めしておい
た工作機械の工具マガジンの所定位置に装着する
と共に、工具マガジン内の使用済若しくは加工目
的に適さない工具を挾んで今と逆の動作をするこ
とにより、その工具をツールポケツト３５に装着
する。そして次の新しいか若しくは、加工に合つ
た別の工具１５を再び工具マガジンに装着する場
合は、ピストン４２の駆動によりチエーン１６を
割り出し移動させて、この工具１５を爪１４ｃの
対向位置にまでもつてくる。尚このとき、ツール
ポケツト３５の間隔をピストン４２の往動量と等
しくしておけば、割り出しが容易に行える。

以上説明したように本考案は、ベース上に一定
間隔をあけて一対のスプロケツトを設け、当該ス
プロケツト間に掛けわたしたチエーンに工具を収
納するツールポケツトを所定の間隔を明けて取り
付け、前記ベースを走行台車に載置するとともに
前記チエーンで囲まれた内側の前記ベース上に工
具把持用の把持部を設けた工具交換用移動ロボツ
トにおいて、前記ベース上に設けた軸受を介して
円筒状の旋回ベースをその中心軸を前記ベースに
対して上方垂直方向にして前記チエーンで囲まれ
た内側に設け、前記旋回ベースの下方にその回転
中心と同軸の軸から横方向に腕部を突出させ、一
端を前記ベース上に取り付けたシリンダ機構の他
端を前記腕部に連結し、前記旋回ベースの上方に
は回転台を設け、前記回転台には回動する送りね
じを垂直方向に取り付け、前記回転台と前記旋回
ベースで囲まれた内部に前記送りねじの駆動手段
を備え、前記送りねじと平行に配された案内棒に
摺動自在に支承された前記把持部を前記送りねじ
に噛み合わせて工具交換用移動ロボツトを構成し
たので、把持部の駆動手段の設置スペースを小さ
くでき、全体を小型化できるとともに、この把持
部はチエーンの内側に配されることから、チエー
ンとの間隔ひいてはチエーンに取り付けられたツ
ールポケツトとの間隔を充分に確保でき、ツール
ポケツトを内方に配することができるとともにチ
エーンを掛けわたすスプロケツトを小径にしこの
ことにより更に全体の横幅を小さくすることがで
き、迅速で、且つ確実で安全な走行を可能とした
工具交換用移動ロボツトを実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図イ，ロは従来の工具交換用移動ロボツト
の平面図及び正面図、第２図〜第７図は本考案に
よる工具交換用移動ロボツトにかかり、第２図は
本装置の平面図、第３図はその正面図、第４図は
その側面図、第５図は第２図の要部の半断面構造
図、第６図は第３図の要部の断面構造図、第７図
はアームロボツトの駆動原理図である。 図面中、１１は走行台車、１２はボールスクリ
ユ、１３はガイド棒、１４はアームロボツト、１
５は工具、１６はチエーン、２１は回転台、３
３，３３ａはスプロケツト、３５はツールポケツ
ト、３７はラチエツト車、である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ベース上に一定間隔をあけて一対のスプロケツ
   トを設け、当該スプロケツト間に掛けわたしたチ
   エーンに工具を収納するツールポケツトを所定の
   間隔を明けて取り付け、前記ベースを走行台車に
   載置するとともに前記チエーンで囲まれた内側の
   前記ベース上に工具把持用の把持部を設けた工具
   交換用移動ロボツトにおいて、前記ベース上に設
   けた軸受を介して円筒状の旋回ベースをその中心
   軸を前記ベースに対して上方垂直方向にして前記
   チエーンで囲まれた内側に設け、前記旋回ベース
   の下方にその回転中心と同軸の軸から横方向に腕
   部を突出させ、一端を前記ベース上に取り付けた
   シリンダ機構の他端を前記腕部に連結し、前記旋
   回ベースの上方には回転台を設け、前記回転台に
   は回動する送りねじを垂直方向に取り付け、前記
   回転台と前記旋回ベースで囲まれた内部に前記送
   りねじの駆動手段を備え、前記送りねじと平行に
   配された案内棒に摺動自在に支承された前記把持
   部を前記送りねじに噛み合わせてなることを特徴
   とする工具交換用移動ロボツト。